(57)【要約】  【課題】  周波数が異なる複数の搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供する。  【解決手段】  信号対雑音比比較部３２は、周波数ｆk の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲk と閾値ＴＨk とを比較し、信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨk よりも大きい場合は、割り当て確認信号を制御部３３へ出力する。制御部３３は、割り当て停止信号及び割り当て信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力するとともに、通信速度算出要求信号を通信速度算出部３４へ出力する。通信速度比較部３５は、通信速度算出部３４から入力された通信速度夫々を比較し、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合の通信速度が、割り当てない場合の通信速度より大きい場合には、周波数ｆk の搬送波に対する割り当て信号を制御部３３へ出力する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット列からなるデータを、周波数が異なる複数の搬送波毎に割り当てて該搬送波を変調した信号を、電力線を介して送受信し、搬送波毎に受信した信号の受信電力に応じて、前記搬送波の変調に割り当てるデータのビット数を設定する電力線通信装置において、
搬送波毎に割り当てられたビット数に基づいて、データの通信速度を算出する通信速度算出手段と、
一の搬送波で受信した信号の受信電力と所定の閾値とを比較する受信電力比較手段と、
該受信電力比較手段が比較した結果に基づいて、前記一の搬送波へのデータの割り当ての停止を制御する制御手段と、
前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止しない場合及び割り当てを停止した場合夫々に、前記通信速度算出手段が算出した通信速度を比較する通信速度比較手段と
を備え、
該通信速度比較手段が比較した結果に基づいて、前記制御手段は前記一の搬送波へのデータの割り当ての停止を制御するように構成してあることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
前記一の搬送波を除く他の搬送波夫々で受信した信号の受信電力に基づいて前記閾値を設定する閾値設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記他の搬送波夫々は、前記一の搬送波の周波数に近接した周波数を有することを特徴とする請求項２に記載の電力線通信装置。
【請求項４】
前記他の搬送波夫々は、前記一の搬送波を除く全ての搬送波であることを特徴とする請求項２に記載の電力線通信装置。
【請求項５】
前記受信電力から信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段を備え、前記受信電力に代えて、前記信号対雑音比算出手段が算出した信号対雑音比を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
周波数が異なる複数の搬送波毎にデータを割り当てて搬送波を変調した信号を、電力線を介して送受信する電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバは、都市部では配電用変圧器の近くまで布設されており、この光ファイバと配電用変圧器から各需要家までの数十〜数百メートルとの間で高速な電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）を実現することによって、新たに通信線路を敷設することなく、データの高速通信が期待できるようになった。
【０００３】
電力線通信には、直交化周波数多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Domain Multiplex）、周波数拡散（ＳＳ：Spread Spectrum）などの変調方式が採用され、通信特性が劣る電力線上での通信を実現している。
【０００４】
しかし、電力線は各需要家に配電するために多くの箇所で分岐して敷設してあり、使用される電力ケーブルの種類も多岐に亘るため、敷設状況に応じて周波数に対する電力線のインピーダンス特性及び減衰特性は大きく異なり、送信する信号の出力が一定に保たれた場合であっても、受信する信号の入力電力は、周波数により様々に変化する。また、電力線は、電力機器又は電子機器などが多数接続されており、これら機器の種類、接続数、負荷状況などの変化に応じて、様々なレベルの雑音が電力線に発生し、それが時間的に変化する。したがって、周波数によって、又は時間によって、データ通信をすることができない場合が生じる。
【０００５】
そこで、電力線に発生する雑音によりデータ伝送エラーが生じ、通信品質の劣化又は通信不能という問題が起こることを防止するために、搬送波毎に信号対雑音比を推定し、推定した信号対雑音比の高低に応じて搬送波の変調に割り当てるデータ量の多少を最適にするとともに、通信に使用できない搬送波を使用しないことにより、通信品質の劣化及び送信電力の無駄を改善する電力線通信装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１９９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の例にあっては、搬送波毎に受信した信号の信号対雑音比を推定し、通信に使用できると判定された搬送波には、該搬送波に割り当てるデータ量が少ない場合であっても、推定した信号対雑音比に応じて、前記搬送波にデータを割り当てる。前記搬送波を使用することにより、相互変調等によって他の搬送波の周波数帯にも影響を与える場合があり、他の搬送波における信号の信号対雑音比が悪化し、他の搬送波に割り当てるデータ量が少なくなり、却って全体として通信速度が低下する場合があった。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、一の搬送波で受信した信号の受信電力と所定の閾値とを比較し、比較した結果に基づいて、前記一の搬送波にデータを割り当てる場合に、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合及びデータの割り当てを停止した場合夫々の通信速度を比較することにより、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、前記一の搬送波を除く他の搬送波夫々で受信した信号の受信電力に基づいて前記閾値を設定する閾値設定手段を備えることにより、前記一の搬送波によって生じた雑音が、前記他の搬送波における信号対雑音比に影響を与えた場合であっても、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、前記他の搬送波夫々が、前記一の搬送波の周波数に近接した周波数を有することにより、前記一の搬送波によって生じた雑音が、該周波数に近接する周波数の搬送波における信号対雑音比に影響を与えた場合であっても、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前記他の搬送波夫々が、前記一の搬送波を除く全ての搬送波であることにより、前記一の搬送波によって生じた雑音が、通信周波数帯域内におけるいずれかの搬送波における信号対雑音比に影響を与えた場合であっても、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、上述の発明において、受信電力に代えて信号対雑音比を用いることにより、搬送波によって生じる雑音のレベルに応じて、搬送波へのデータの割り当てを制御して、全体として通信速度を向上することができる電力線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係る電力線通信装置は、ビット列からなるデータを、周波数が異なる複数の搬送波毎に割り当てて該搬送波を変調した信号を、電力線を介して送受信し、搬送波毎に受信した信号の受信電力に応じて、前記搬送波の変調に割り当てるデータのビット数を設定する電力線通信装置において、搬送波毎に割り当てられたビット数に基づいて、データの通信速度を算出する通信速度算出手段と、一の搬送波で受信した信号の受信電力と所定の閾値とを比較する受信電力比較手段と、該受信電力比較手段が比較した結果に基づいて、前記一の搬送波へのデータの割り当ての停止を制御する制御手段と、前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止しない場合及び割り当てを停止した場合夫々に、前記通信速度算出手段が算出した通信速度を比較する通信速度比較手段とを備え、該通信速度比較手段が比較した結果に基づいて、前記制御手段は前記一の搬送波へのデータの割り当ての停止を制御するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る電力線通信装置は、第１発明において、前記一の搬送波を除く他の搬送波夫々で受信した信号の受信電力に基づいて前記閾値を設定する閾値設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る電力線通信装置は、第２発明において、前記他の搬送波夫々は、前記一の搬送波の周波数に近接した周波数を有することを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る電力線通信装置は、第２発明において、前記他の搬送波夫々は、前記一の搬送波を除く全ての搬送波であることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る電力線通信装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記受信電力から信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段を備え、前記受信電力に代えて、前記信号対雑音比算出手段が算出した信号対雑音比を用いることを特徴とする。
【００１７】
第１発明にあっては、通信速度算出手段は、搬送波毎に割り当てられたビット数に基づいて、データの通信速度を算出する。受信電力比較手段は、一の搬送波で受信した信号の受信電力と所定の閾値とを比較する。比較した結果、前記受信電力が閾値より大きい場合には、制御手段は、前記一の搬送波へデータを割り当て、前記通信速度算出手段は、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合のデータの通信速度を算出する。前記制御手段は、さらに前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止し、前記通信速度算出手段は、前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止した場合のデータの通信速度を算出する。通信速度比較手段は、前記通信速度算出手段が算出した、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合の通信速度と、割り当てを停止した場合の通信速度とを比較し、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合の通信速度の方が小さい場合には、前記一の搬送波によって生じる相互変調等の雑音により他の搬送波の信号対雑音比を低下させているので、前記制御手段は、前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止する。
【００１８】
前記一の搬送波へデータを割り当てた場合の通信速度と、割り当てを停止した場合の通信速度とを比較し、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合の通信速度の方が大きい場合には、前記制御手段は、前記一の搬送波へデータを割り当てる。また、前記一の搬送波で受信した信号の受信電力と所定の閾値とを比較した結果、前記受信電力が閾値より小さい場合には、前記制御手段は、前記一の搬送波へのデータの割り当てを停止する。
【００１９】
第２発明にあっては、閾値設定手段は、一の搬送波を除く他の搬送波夫々で受信した信号の受信電力に基づいて閾値を設定する。前記一の搬送波によって生じた雑音が、前記他の搬送波の信号対雑音比を低下させた場合には、前記閾値設定手段は、より小さい閾値を設定する。また、前記一の搬送波による雑音の影響が小さく、前記他の搬送波の信号対雑音比を低下させない場合には、前記閾値設定手段は、より大きい閾値を設定する。
【００２０】
第３発明にあっては、閾値設定手段は、一の搬送波の周波数に近接する周波数を有する搬送波夫々で受信した信号の受信電力に基づいて閾値を設定する。前記一の搬送波によって生じる相互変調等の雑音により、前記一の搬送波の周波数に近接する周波数を有する搬送波の信号対雑音比を低下させた場合には、前記閾値設定手段は、より小さい閾値を設定する。前記一の搬送波で受信した信号の受信電力と前記閾値とを比較することにより、前記一の搬送波の周波数に近接する周波数を有する搬送波における信号対雑音比が低下した場合には、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御する。
【００２１】
第４発明にあっては、閾値設定手段は、一の搬送波を除く全ての搬送波で受信した信号の受信電力に基づいて閾値を設定する。前記一の搬送波によって生じた雑音が、前記一の搬送波を除く全ての搬送波のいずれかで信号対雑音比を低下させた場合には、前記閾値設定手段は、より小さい閾値を設定する。前記一の搬送波で受信した信号の受信電力と前記閾値とを比較することにより、前記一の搬送波を除く全ての搬送波のいずれかで信号対雑音比が低下した場合には、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御する。
【００２２】
第５発明にあっては、第１発明乃至第４発明における受信電力に代えて信号対雑音比を用いる。これにより、閾値設定手段は、搬送波の周波数帯に生じる雑音のレベルに対する信号レベルの比に基づいて閾値を設定する。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明にあっては、一の搬送波にデータを割り当てる場合に、前記一の搬送波へデータを割り当てた場合の通信速度と、割り当てを停止した場合の通信速度とを比較し、比較した結果に基づいて、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することにより、全体として通信速度を向上することができる。
【００２４】
第２発明にあっては、前記一の搬送波を除く他の搬送波での信号対雑音比の低下に応じて閾値を設定することができ、前記他の搬送波の信号対雑音比に与える影響に応じて、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することにより、全体として通信速度を向上することができる。
【００２５】
第３発明にあっては、一の搬送波によって生じた雑音が、前記一の搬送波の周波数に近接する周波数を有する搬送波での信号対雑音比の低下に影響を与えた場合には、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することにより、全体として通信速度を向上することができる。
【００２６】
第４発明にあっては、一の搬送波によって生じた雑音が、通信周波数帯域内の搬送波での信号対雑音比の低下に影響を与えた場合には、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することにより、全体として通信速度を向上することができる。
【００２７】
第５発明にあっては、一の搬送波で受信した信号の信号対雑音比に基づいて、前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することにより、搬送波の周波数帯に生じる雑音レベルに応じて前記一の搬送波へのデータの割り当てを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は電力線搬送の概要を示す説明図である。図において、１は電柱を介して布設した中圧配電線である。中圧配電線１は、三相交流の中圧電圧（例えば、６ｋＶ）を配電する。中圧配電線１には、電柱に取り付けられた変圧器５を接続してあり、変圧器５は中圧配電線１により供給される中圧電圧を低圧電圧（例えば、２００Ｖ）に変換する。変圧器５には、電力線２を接続してあり、電力線２は低圧電圧を各需要家へ供給する。
【００２９】
光ファイバ６は、インターネットなどの通信網８に接続してあり、光ファイバ６には、電柱に取り付けられた光電変換装置７を接続してある。光電変換装置７は、光ファイバ６を介して伝送する光信号をデジタルの電気信号に変換する。光電変換装置７には、モデム３を接続してあり、モデム３は、光電変換装置７から入力されたデジタル信号に対して所定の処理を行い、処理後の信号を電力線２を介して各需要家のモデム４、４、…へ送信する。モデム４、４、…には、パーソナルコンピュータ９ａ、９ａ、…を接続してあり、電力線２を介して受信した信号に対して、所定の処理を行い、処理後のデータをパーソナルコンピュータ９ａ、９ａ、…へ出力する。また、電力線２には、各需要家の電気機器９ｂ、９ｂ、…を接続してある。
【００３０】
一方、パーソナルコンピュータ９ａ、９ａ、…は、通信網８のサーバ（図示せず）へ送信するためのデータをモデム４、４、…へ出力する。モデム４、４、…は、パーソナルコンピュータ９ａ、９ａ、…から入力されたデータに対して所定の処理を行い、処理後の信号を電力線２を介してモデム３へ送信する。モデム３は、モデム４、４、…から受信した信号に対して所定の処理を行い、処理後のデジタル信号を光電変換装置７へ出力する。光電変換装置７は、モデム３から入力されたデジタルの電気信号を光信号に変換し、変換後の光信号を光ファイバ６を介して通信網８へ伝送する。
【００３１】
図２はモデム３の構成を示すブロック図である。図において、１０は誤り訂正符号部である。誤り訂正符号部１０は、送信側（光電変換装置７）から入力されるビット列から構成されるデータビットに誤り訂正符号を付加してデータを符号化し、符号化したデータをバッファ１１へ出力する。
【００３２】
バッファ１１は、誤り訂正符号部１０から入力されたデータを一旦記憶し、一定数のビット毎にシリアル・パラレル変換部１２へ出力する。
【００３３】
シリアル・パラレル変換部１２は、バッファ１１から読み出したシリアルデータを、後述する直交振幅変調部１３で使用する周波数の異なる搬送波の数（サブキャリアの数）に等しい組のパラレルデータに変換し、変換したパラレルデータを直交振幅変調部１３へ出力する。また、シリアル・パラレル変換部１２は、後述する制御部３３からの割り当て停止信号、又は割り当て信号に応じて、変換処理の停止又は開始を行う。
【００３４】
図３は搬送波のスペクトルを示す説明図である。図に示すように、モデム３の通信帯域幅（例えば、１０ＭＨｚ）における各搬送波（各搬送波の周波数間隔は、例えば、４．８ｋＨｚ）のうち、隣接する搬送波はお互いに直交関係にある。
【００３５】
直交振幅変調部１３は、シリアル・パラレル変換部１２から入力された複数の組のパラレルデータ夫々を、直交する複数の搬送波夫々に分散し、分散したデータを各搬送波に割り当て、割り当てられたデータ（シンボル）に基づいて前記搬送波の振幅及び位相を変調する直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）をし、変調信号を逆フーリエ変換部１４へ出力する。
【００３６】
また、直交振幅変調部１３は、後述する制御部３３からの割り当て停止信号、又は割り当て信号に応じて、変調処理の停止又は開始を行う。また、直交振幅変調部１３は、制御部３３から入力される割り当てビット数に応じて、搬送波毎に割り当てたビット数に応じて変調処理を行う。
【００３７】
逆フーリエ変換部１４は、直交振幅変調部１３から入力された搬送波毎の変調信号を時間領域の変調信号に変換し、変換した変調信号をパラレル・シリアル変換部１５へ出力する。
【００３８】
パラレル・シリアル変換部１５は、逆フーリエ変換部１４から入力された変調信号をシリアルデータに変換し、ガードインターバル部１６へ出力する。
【００３９】
ガードインターバル部１６は、パラレル・シリアル変換部１５から入力されたシリアルデータに対して、複数の搬送波を用いたマルチパス伝送による符号間干渉を防止するため、各搬送波の遅延時間を考慮して、シンボル長をガードインターバル分だけ長くするガードインターバルを挿入する処理をし、処理後の信号をＤ／Ａ変換部１７へ出力する。
【００４０】
Ｄ／Ａ変換部１７は、ガードインターバル部１６から入力されたデジタル変調信号をアナログ変調信号に変換し、フィルタ１８へ出力する。
【００４１】
フィルタ１８は、Ｄ／Ａ変換部１７から入力された変調信号の高調波成分を除去し、処理後の変調信号を電力線２へ送出する。
【００４２】
一方、フィルタ２０は、電力線２を介して受信した変調信号から高調波成分を除去し、処理後の信号をＡ／Ｄ変換部２１へ出力する。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部２１は、フィルタ２０から入力されたアナログの変調信号をデジタルの信号に変換し、変換後の信号をガードインターバル部２２へ出力する。
【００４４】
ガードインターバル部２２は、Ａ／Ｄ変換部２１から入力された信号からガードインターバルを除去する処理を行い、処理後の信号をシリアル・パラレル変換部２３へ出力する。
【００４５】
シリアル・パラレル変換部２３は、ガードインターバル部２２から入力された信号をサブキャリアの数に等しい組のパラレルデータに変換し、変換したパラレルデータをフーリエ変換部２４へ出力する。
【００４６】
フーリエ変換部２４は、シリアル・パラレル変換部２３から入力された信号を、搬送波毎に周波数領域の信号に変換し、変換後の信号を直交振幅復調部２５へ出力する。
【００４７】
直交振幅復調部２５は、フーリエ変換部２４から入力された信号に基づいて、送信されたデータを再生するための復調処理が行われ、処理後のデータをパラレル・シリアル変換部２６へ出力する。
【００４８】
パラレル・シリアル変換部２６は、搬送波毎に復調されたデータをシリアルデータに変換し、変換後のデータをバッファ２７へ出力する。
【００４９】
バッファ２７は、パラレル・シリアル変換部２６から入力されたデータを、誤り訂正復号部２８が読み出すまで一旦記憶する。
【００５０】
誤り訂正復号部２８は、バッファ２７に記憶されたデータを読み出し、読み出したデータに誤りがある場合には誤り訂正を行い、訂正後のデータを受信側（光電変換装置７）へ出力し、読み出したデータに誤りがない場合には、該データを受信側へ出力する。
【００５１】
信号対雑音比算出部３０は、フーリエ変換部２４から入力された一の搬送波の信号をサンプリングし、サンプリングした全信号のベクトルの平均値に基づいて信号対雑音比ＳＮＲを算出する。また、同様の処理を他の全ての搬送波の信号に対して行い、搬送波毎の信号対雑音比ＳＮＲを算出する。
【００５２】
図４は信号対雑音比ＳＮＲの算出原理を示す説明図である。信号対雑音比算出部３０は、フーリエ変換部２４から入力される信号から、複数の信号をサンプリングする。サンプリングした信号をＩ（In phase）成分と、Ｑ（Quadrature）成分とに分解し、信号ベクトルｒ１、ｒ２、…とする。サンプリングした全信号の信号ベクトルのＩ成分及びＱ成分夫々の平均値を算出し、これを平均信号ベクトルＳとする。さらに、この平均信号ベクトルＳと各信号ベクトルｒ１、ｒ２、…との差分を雑音ベクトルｎ１、ｎ２、…とする。この雑音成分の標準偏差σは、図中の破線円のようになる。雑音成分の標準偏差σを二乗したものが雑音電力Ｎであることが知られており、平均信号ベクトルＳと雑音電力Ｎとの比により、信号対雑音比ＳＮＲを算出する。
【００５３】
信号対雑音比算出部３０は、搬送波毎に算出した信号対雑音比ＳＮＲを閾値設定部３１及び信号対雑音比比較部３２へ出力する。
【００５４】
閾値設定部３１は、信号対雑音比算出部３０から入力された全搬送波における信号対雑音比ＳＮＲに基づいて、一の搬送波の周波数ｆk に近接する周波数（例えば、周波数ｆk を中心として、高周波数側と低周波数側夫々５つの周波数ｆk-5 、ｆk-4 、ｆk-3 、ｆk-2 、ｆk-1 、ｆk+1 、ｆk+2 、ｆk+3 、ｆk+4 、ｆk+5 ）の各搬送波における信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出し、算出した平均値を、周波数ｆk の搬送波の信号対雑音比ＳＮＲk と比較する場合の閾値ＴＨk として設定する。閾値設定部３１は、同様に他の全ての周波数の搬送波における信号対雑音比ＳＮＲ夫々と比較する場合の閾値ＴＨを設定する。なお、信号対雑音比ＳＮＲを算出する搬送波の周波数が、帯域周波数の最小又は最大周波数である場合は、高周波数側又は低周波数側の隣接する５つの周波数の搬送波における信号対雑音比ＳＮＲから平均値を算出すればよい。
【００５５】
信号対雑音比比較部３２は、信号対雑音比算出部３０から入力された周波数ｆk の搬送波の信号対雑音比ＳＮＲk と閾値ＴＨk とを比較し、比較結果を制御部３３へ出力する。信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨk よりも大きい場合は、信号対雑音比比較部３２は、割り当て確認信号を制御部３３へ出力する。また、信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨkよりも小さい場合は、信号対雑音比比較部３２は、割り当て停止信号を制御部３３へ出力する。信号対雑音比比較部３２は、周波数ｆk 以外の周波数の搬送波についても同様の処理を行う。
【００５６】
また、信号対雑音比比較部３２は、信号対雑音比算出部３０から入力された搬送波毎の信号対雑音比ＳＮＲを制御部３３へ出力する。
【００５７】
制御部３３は、信号対雑音比比較部３２から割り当て確認信号が入力された場合、割り当て停止信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力するとともに、通信速度算出要求信号を通信速度算出部３４へ出力する。さらに、制御部３３は、割り当て停止信号を出力した後、後述する通信速度算出部３４が通信速度算出に要する時間経過後に、割り当て信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力するとともに、通信速度算出要求を通信速度算出部３４へ出力する。
【００５８】
また、制御部３３は、信号対雑音比比較部３２、又は通信速度比較部３５から割り当て停止信号が入力された場合、該割り当て停止信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力する。
【００５９】
また、制御部３３は、通信速度比較部３５から割り当て信号が入力された場合、該割り当て信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力する。
【００６０】
また、制御部３３は、信号対雑音比比較部３２から入力された搬送波毎の信号対雑音比ＳＮＲに基づいて、予め設定された割り当てビット数を直交振幅変調部１３へ出力する。
【００６１】
通信速度算出部３４は、制御部３３から割り当て停止信号、及び割り当て信号夫々が入力された場合に、所定時間の間にパラレル・シリアル変換部１５から出力されるデータのビット数を計数し、一の搬送波にデータを割り当てた場合と、割り当てない場合における通信速度を算出し、算出した通信速度結果を通信速度比較部３５へ出力する。
【００６２】
通信速度比較部３５は、通信速度算出部３４から入力された通信速度夫々を比較し、一の搬送波にデータを割り当てた場合の通信速度が、前記一の搬送波にデータを割り当てない場合の通信速度より大きい場合には、割り当て信号を制御部３３へ出力する。また、通信速度比較部３５は、一の搬送波にデータを割り当てた場合の通信速度が、前記一の搬送波にデータを割り当てない場合の通信速度より小さい場合には、割り当て停止信号を制御部３３へ出力する。
【００６３】
なお、モデム４もモデム３と同様の構成を有するので、説明は省略する。
【００６４】
次に、モデム３の動作について説明する。電力線２を介して受信された信号は、フィルタ２０、Ａ／Ｄ変換部２１、ガードインターバル部２２、シリアル・パラレル変換部２３、及びフーリエ変換部２４夫々における処理を経て、信号対雑音比算出部３０へ出力される。
【００６５】
信号対雑音比算出部３０は、通信帯域内の周波数ｆk を含む全ての周波数の搬送波について、信号対雑音比ＳＮＲを算出し、算出した信号対雑音比ＳＮＲを閾値設定部３１、及び信号対雑音比比較部３２へ出力する。
【００６６】
閾値設定部３１は、信号対雑音比算出部３０から入力された各搬送波の信号対雑音比ＳＮＲの中から、周波数ｆk に近接する周波数（例えば、周波数ｆk を中心として、高周波数側と低周波数側夫々５つの周波数ｆk-5 、ｆk-4 、ｆk-3 、ｆk-2 、ｆk-1 、ｆk+1 、ｆk+2 、ｆk+3 、ｆk+4 、ｆk+5 ）の各搬送波における信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出し、算出した平均値を、周波数ｆk の搬送波の信号対雑音比ＳＮＲk と比較する場合の閾値ＴＨk として設定する。
【００６７】
これにより、周波数ｆk の搬送波によって生じる相互変調等の雑音による他の近接する周波数の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲへの影響を閾値ＴＨk に反映する。すなわち、雑音の影響が大きく、信号対雑音比ＳＮＲが小さくなった場合は、閾値ＴＨk は小さくなり、雑音の影響が小さく、信号対雑音比ＳＮＲが大きくなった場合は、閾値ＴＨk は大きくなる。
【００６８】
図５は相互変調の例を示す説明図である。一の搬送波の周波数帯に、例えば異なる二つの周波数ｆ１、ｆ２を有する信号が入力した場合、入力した信号間で、モデム３内の高周波増幅器などの非直線性などにより発生した高調波との間で相互変調を生じ、ｆｓ＝（ｍ＋１）ｆ１−ｍｆ２又はｆｓ＝（ｍ＋１）ｆ２−ｍｆ１で定まる不必要な周波数成分（図中、破線部）が発生し、他の周波数の搬送波の信号に影響を与える場合がある。ここで、ｍは自然数である。
【００６９】
これにより、周波数ｆk の搬送波に隣接する周波数帯域に雑音が生じた場合に、周波数ｆk に近接する周波数の各搬送波の信号と同じ周波数に雑音が生じ、近接する周波数の各搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲが低下したときは、閾値ＴＨk はより小さい値になり、周波数ｆk の搬送波の信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨk より大きくなる可能性が高くなり、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てるか否かを確認する可能性を高くする。
【００７０】
信号対雑音比比較部３２は、信号対雑音比算出部３０から入力された周波数ｆk の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲk と閾値設定部３１から読み出した閾値ＴＨk とを比較する。比較した結果、信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨk よりも大きい場合は、信号対雑音比比較部３２は、割り当て確認信号を制御部３３へ出力する。
【００７１】
また、信号対雑音比比較部３２は、信号対雑音比算出部３０から入力された搬送波毎の信号対雑音比ＳＮＲを制御部３３へ出力する。
【００７２】
制御部３３は、信号対雑音比比較部３２から入力された搬送波毎の信号対雑音比ＳＮＲに基づいて、予め設定された割り当てビット数を直交振幅変調部１３へ出力する。
【００７３】
図６は信号対雑音比ＳＮＲに対する割り当てビット数の関係を示す説明図である。図に示すように、各搬送波における受信信号の信号対雑音比ＳＮＲが大きくなるにつれて、前記搬送波に割り当てるビット数を多くする。また、雑音の影響により信号対雑音比ＳＮＲが小さくなると、搬送波に割り当てるビット数を少なくする。これにより、データ伝送エラーを少なくし、通信品質を向上させる。
【００７４】
制御部３３は、信号対雑音比比較部３２から割り当て確認信号が入力された場合、周波数ｆk の搬送波に対する割り当て停止信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力するとともに、通信速度算出要求信号を通信速度算出部３４へ出力する。さらに、制御部３３は、割り当て停止信号を出力した後、通信速度算出部３４が通信速度算出に要する時間経過後に、周波数ｆk の搬送波に対する割り当て信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力するとともに、通信速度算出要求を通信速度算出部３４へ出力する。
【００７５】
通信速度算出部３４は、制御部３３から周波数ｆk の搬送波に対する割り当て停止信号、及び割り当て信号夫々が入力された場合に、所定時間の間にパラレル・シリアル変換部１５から出力されるデータのビット数を計数し、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合と、割り当てない場合における通信速度を算出し、算出した通信速度結果を通信速度比較部３５へ出力する。
【００７６】
通信速度比較部３５は、通信速度算出部３４から入力された通信速度夫々を比較し、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合の通信速度が、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てない場合の通信速度より大きい場合には、周波数ｆk の搬送波に対する割り当て信号を制御部３３へ出力する。また、通信速度比較部３５は、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合の通信速度が、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てない場合の通信速度より小さい場合には、周波数ｆk の搬送波に対する割り当て停止信号を制御部３３へ出力する。
【００７７】
図７は通信速度比較の例を示す説明図である。図に示すように、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合は、周波数ｆk の搬送波での通信速度は「４」、周波数ｆk-5 、ｆk-4 、ｆk-3 、ｆk-2 、ｆk-1 、ｆk+1 、ｆk+2 、ｆk+3 、ｆk+4 、ｆk+5 夫々の搬送波での通信速度は、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「７」、「６」、「９」、「１０」、「１０」、「１０」であり、通信速度の合計は「９６」となる。
【００７８】
一方、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てない場合は、周波数ｆk の搬送波での通信速度は「０」、周波数ｆk-5 、ｆk-4 、ｆk-3 、ｆk-2 、ｆk-1 、ｆk+1 、ｆk+2 、ｆk+3 、ｆk+4 、ｆk+5 夫々の搬送波での通信速度、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」、「１０」であり、通信速度の合計は「１００」となる。
【００７９】
周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てた場合は、周波数ｆk の搬送波によって生じた相互変調等の雑音が、他の周波数の搬送波の信号対雑音比を低下させ、割り当てられるビット数が低下する。また、周波数ｆk の搬送波にデータを割り当てない場合は、該搬送波を使用しないので、周波数ｆk の搬送波によって生じる雑音がなくなり、他の周波数の搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲを増加して、割り当てられるビット数が増加し、全体として通信速度が向上する。
【００８０】
一方、信号対雑音比比較部３２は、信号対雑音比算出部３０から入力された周波数ｆk の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲk と閾値設定部３１から読み出した閾値ＴＨk とを比較した結果、信号対雑音比ＳＮＲk が、閾値ＴＨk よりも小さい場合は、信号対雑音比比較部３２は、割り当て信号を制御部３３へ出力する。
【００８１】
制御部３３は、通信速度比較部３５から割り当て信号が入力された場合、該割り当て信号をシリアル・パラレル変換部１２、及び直交振幅変調部１３へ出力する。
【００８２】
周波数ｆk の搬送波について、上述の処理が終了した場合は、モデム３は、他の周波数の搬送波についても同様の処理を行う。これにより、モデム３の通信帯域内のすべての搬送波について、最も良好な通信速度を得ることが可能になる。
【００８３】
上述のように、本実施の形態にあっては、一の搬送波で受信した信号の信号対雑音比ＳＮＲと、前記一の搬送波に生じた雑音の影響を反映した閾値ＴＨとを比較し、信号対雑音比ＳＮＲが閾値ＴＨより大きい場合には、前記一の搬送波にデータを割り当てた場合と、割り当てない場合について通信速度を算出し、算出した通信速度を比較することにより、前記一の搬送波にデータを割り付けるか否かを制御して、全体として通信速度を向上することができる。
【００８４】
上述の実施の形態においては、閾値設定部３１は、一の周波数ｆk に近接する周波数の搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出し、算出した平均値を、周波数ｆk の搬送波の信号対雑音比ＳＮＲk と比較する場合の閾値ＴＨk として設定する構成であったが、これに限られるものではない。例えば、近接する周波数の搬送波に代えて、通信帯域内のすべての搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出して閾値ＴＨk を設定する構成でもよい。これにより、通信帯域内に生じる雑音の影響を反映することができる。
【００８５】
上述の実施の形態においては、閾値設定部３１は、一の周波数ｆk に近接する周波数における１０の搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出する構成であったが、平均値を算出する搬送波の数はこれに限られない。
【００８６】
上述の実施の形態においては、搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲの平均値を算出する構成であったが、これに限られるものではない。例えば、信号対雑音比ＳＮＲの最大値及び最小値の和の１／２を算出する構成でもよい。
【００８７】
上述の実施の形態においては、搬送波における信号の信号対雑音比ＳＮＲを用いる構成であったが、これに限らず、信号対雑音比ＳＮＲに代えて信号レベルを用いる構成でもよい。
【００８８】
上述の実施の形態においては、直交振幅変調を用いる構成であったが、これに限られない。例えば、位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）、振幅変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）などを用いる構成でもよい。
【００８９】
上述の実施の形態においては、一の周波数の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲが、閾値ＴＨよりも大きい場合に、信号対雑音比比較部３２は、割り当て確認信号を制御部３３へ出力する構成であったが、これに限らず、一の周波数の搬送波の信号の信号対雑音比ＳＮＲが、閾値ＴＨよりも小さい場合に、信号対雑音比比較部３２は、割り当て確認信号を制御部３３へ出力する構成であってもよい。
【００９０】
上述の実施の形態においては、通信速度を算出して、算出した通信速度を比較する構成であったが、これに限らず、通信速度に代えて、ビット伝送エラー率などの通信品質を算出して比較する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】電力線搬送の概要を示す説明図である。
【図２】モデムの構成を示すブロック図である。
【図３】搬送波のスペクトルを示す説明図である。
【図４】信号対雑音比の算出原理を示す説明図である。
【図５】相互変調の例を示す説明図である。
【図６】信号対雑音比に対する割り当てビット数の関係を示す説明図である。
【図７】通信速度比較の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
２  電力線
３、４  モデム  
１２  シリアル・パラレル変換部
１３  直交振幅変調部
１５  パラレル・シリアル変換部
２４  フーリエ変換部
３０  信号対雑音比算出部
３１  閾値設定部
３２  信号対雑音比比較部
３３  制御部
３４  通信速度算出部
３５  通信速度比較部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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